阅读说明：本技术 新型连续化热裂解反应系统及其处理方法 (Novel continuous thermal cracking reaction system and treatment method thereof ) 是由 杨殿才 徐金光 黄群星 严建华 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种新型连续化热裂解反应系统及其处理方法,属于废弃物资源化利用领域。该系统包括依次设置的反应原料进料装置、与所述反应原料进料装置出料口连通的三级连续梯级热解装置和与所述三级连续梯级热解装置烟气出口连通的烟气净化装置。其中,三级连续梯级热解装置包括第一热解反应器、与所述第一热解反应器出料口(I)连通的第二热解反应器和与所述第二热解反应器出料口(II)连通的第三热解反应器。该处理方法主要包括：(1)原料进料步骤；(2)热裂解反应步骤；(3)烟气处理步骤；(4)热油气冷凝冷却处理步骤；(5)热解气循环利用步骤。利用本发明的反应系统及其处理方法能够制备得到杂质少、品质佳的炭黑或生物炭产品。(The invention provides a novel continuous thermal cracking reaction system and a treatment method thereof, belonging to the field of waste resource utilization. The system comprises a reaction raw material feeding device, a three-stage continuous step pyrolysis device and a flue gas purification device, wherein the reaction raw material feeding device, the three-stage continuous step pyrolysis device and the flue gas purification device are sequentially arranged, and the three-stage continuous step pyrolysis device is communicated with a discharge hole of the reaction raw material feeding device. The three-stage continuous cascade pyrolysis device comprises a first pyrolysis reactor, a second pyrolysis reactor communicated with a discharge port (I) of the first pyrolysis reactor, and a third pyrolysis reactor communicated with a discharge port (II) of the second pyrolysis reactor. The processing method mainly comprises the following steps: (1) a raw material feeding step; (2) a thermal cracking reaction step; (3) a flue gas treatment step; (4) a step of condensing and cooling hot oil gas; (5) and recycling the pyrolysis gas. The carbon black or biochar product with less impurities and good quality can be prepared by utilizing the reaction system and the treatment method thereof.)

新型连续化热裂解反应系统及其处理方法

技术领域

本发明属于废弃物资源化利用领域，尤其涉及一种新型连续化热裂解反应系统及其处理方法。

背景技术

随着全球经济的发展，带动了汽车及橡塑工业的蓬勃发展，每年有大量废弃橡塑固体废弃物产生，尤其是废旧轮胎更为突出。然而，废旧轮胎的自然降解时间超过400年，如不采取适当的处理方法或进行再回收利用，不仅造成资源的浪费，而且对土地及生态环境造成巨大危害。废旧轮胎的主要原材料橡胶(包括天然橡胶和合成橡胶)为烃类聚合物，其含有约88％的碳成分，同时轮胎配方中的炭黑约占轮胎总质量的30～40％，属于是99％纯碳，因此，废旧轮胎中的含碳量极高，约为煤炭的两倍。

目前，行业内普遍认为热裂解是对废旧轮胎资源化回收利用的终极手段，不仅有效解决生态问题，还能够对废旧轮胎全成分回收再利用。但传统的单段连续热裂解方法存在反应过程不可控，热裂解产物成分杂、闪点低、品质差等缺陷，因此开发出一种高效的、热解产物品质高的新型热裂解反应系统是本领域技术人员一项亟待解决的课题。

发明内容

本发明针对现有技术中单段连续热裂解方法存在的反应过程不可控、热裂解产物成分杂、闪点低、品质差等缺陷技术问题，提出一种具有反应过程可控、热裂解反应产物品质高的新型连续化热裂解反应系统及其处理方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新型连续化热裂解反应系统，所述系统包括依次设置的反应原料进料装置、与所述反应原料进料装置出料口连通的三级连续梯级热解装置和与所述三级连续梯级热解装置烟气出口连通的烟气净化装置；

其中，所述三级连续梯级热解装置包括第一热解反应器、与所述第一热解反应器出料口(I)连通的第二热解反应器和与所述第二热解反应器出料口(II)连通的第三热解反应器。

作为优选，所述反应原料进料装置包括从左至右依次设置的螺旋进料单元、无螺旋空腔单元和原料出料口；

在所述螺旋进料单元顶部设有原料进料口；所述螺旋进料单元内部设有螺旋轴和螺旋叶片，用于将所述反应原料向原料出料口一侧推动。

作为优选，所述第一热解反应器包括从左至右依次设置的第一加热腔和第一气固两相出料机；

所述第二热解反应器包括从左至右依次设置的第一固相进料机、第二加热腔和第二气固两相出料机；

所述第三热解反应器包括从左至右依次设置的第二固相进料机、冷却腔和第三气固两相出料机，在所述第三热解反应器上还设有第三热解反应器出料口(III)。

作为优选，所述第一热解反应器出料口(I)、第二热解反应器出料口(II)和第三热解反应器出料口(III)分别设置于第一气固两相出料机底部、第二气固两相出料机底部和第三气固两相出料机底部。

作为优选，所述第一热解反应器出料口(I)与第一固相进料机连通，所述第二热解反应器出料口(II)与第二固相进料机连通。

作为优选，在所述第一气固两相出料机、第二气固两相出料机和第三气固两相出料机上均设有热解油气出口；

在所述第一气固两相出料机、第二气固两相出料机和第三气固两相出料机内部还设有螺旋轴和螺旋叶片，用于将所述反应原料分别向所述第一加热腔、第二加热腔和冷却腔一侧推进；

其中，在与所述第一固相进料机、第二固相进料机分别对应的第二气固两相出料机和第三气固两相出料机的螺旋轴上不设置螺旋叶片。

作为优选，所述系统还包括与所述热解油气出口连通的油气冷凝冷却装置、用于为所述第一热解反应器和第二热解反应器提供热能的热解气循环利用装置以及与所述第三热解反应器出料口(III)连通的热解炭处理装置。

一种新型连续化热裂解处理方法，所述方法包括如下步骤：

原料进料步骤，将反应原料添加至所述热裂解反应系统的进料装置中；

热裂解反应步骤，将所述反应原料添加至所述进料装置后，再进入热裂解装置中进行三段连续化梯级热裂解反应，最终得到热解产物；

烟气处理步骤，对所述反应原料在热裂解反应步骤中产生的烟气进行处理，达标后排放；

热油气冷凝冷却处理步骤，对所述反应原料在热裂解反应步骤中产生的热油气进行冷却处理，得到冷凝油后进行回收；

热解气循环利用步骤，对所述反应原料在热裂解反应步骤中产生的热解气进行回收处理，为所述热裂解反应步骤提供热能。

作为优选，在所述热裂解反应步骤中三级连续化梯级热裂解反应包括：一级热解反应、二级热解反应和三级热解反应；

其中，所述一级热解反应、二级热解反应和三级热解反应的反应条件分别为150-180℃，-50～-5kPa、380-450℃，-50～-5kPa和150-200℃，-50～-5kPa。

作为优选，所述反应原料为废旧轮胎或废橡胶制品。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供了一种新型连续化热裂解反应系统及其处理方法，通过设置三级连续梯级热解反应，将废旧轮胎三个热解过程分别独立设置反应段，温度分别独立控制，使其反应目标清晰、热能消耗更低、反应更充分，从而使得反应产物具有杂质少、品质高等优点；此外，通过本发明选用的热解反应器为无内衬回转式反应器，与其他固定床反应器相比，能使反应温度场分布更均匀，不会出现其他反应器因使用单一温度而出现的结焦现象；

2、利用本发明提供的新型连续化热裂解反应系统及其处理方法更能节约能耗，如每处理1t废旧轮胎，综合能耗为156kWh，比业内其他裂解技术节能20％以上；

3、利用本发明提供的新型连续化热裂解反应系统及其处理方法产生的反应产物品质更高，如每处理1t废旧轮胎，可生产0.4t热解油、0.35t热解炭、0.15t钢丝、0.1t瓦斯气；

与其他技术的产品分布大致相同。但是通过性能测试和实践验证得知，利用本技术方案生产的热解炭可以回用到轮胎制造中，并可以大比例或全部替代N660规格的炭黑，而当前其他裂解技术生产的热解炭只能用于胶管、胶带、油墨等对炭黑要求较为低端的行业，市场价值至多只有利用本技术方案所产产品的三分之一。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的新型连续化热裂解反应系统的整体装置图；

图2为本发明实施例所提供的第一热解反应器的装置图。

以上各图中：反应原料进料装置包括：1、胶粒传送带；2、螺旋进料单元；3、无螺旋空腔单元；4、反应原料进料装置出料口；5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6、机械密封结构；三级连续梯级热解装置包括：6、第一加热腔；7、第一气固两相出料机；8、第一热解反应器出料口(I)；9、第一固相进料机；10、第二加热腔；11、第二气固两相出料机；12、第二热解反应器出料口(II)；13、第二固相进料机；14、冷却腔；15、第三气固两相出料机；16、第三热解反应器出料口(III)；17-1、17-2、烟气出口；18-1、18-2、烟气管线；19、烟气净化装置；20-1、20-2、20-3、热解油气出口；21-2、21-2、21-3、热解油气管线；22、油气冷凝冷却装置；23、热解油去精制管线；热解气循环利用装置包括：24-1、24-2、热烟气管线；25、瓦斯气管线；26、加热炉；热解炭处理装置包括：27、热解炭螺旋送料机；28、磁选机；29、热解炭风送装置；30、热解炭去改性造粒管线；31-1、31-2、冷却水管线。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种新型连续化热裂解反应系统，所述系统包括依次设置的反应原料进料装置、与所述反应原料进料装置出料口4连通的三级连续梯级热解装置和与所述三级连续梯级热解装置烟气出口17-1、17-2连通的烟气净化装置19；

其中，所述三级连续梯级热解装置包括第一热解反应器、与所述第一热解反应器出料口(I)8连通的第二热解反应器和与所述第二热解反应器出料口(II)12连通的第三热解反应器。

本发明选用的系统特点为通过设置三级连续梯级热解反应，将废旧轮胎三个热解过程分别独立设置反应段，温度分别独立控制，使其反应目标清晰、热能消耗更低、反应更充分，从而反应产物品质更高。另外，通过选择无内衬回转式反应器，较之其他固定床反应器，可使反应温度场分布更均匀，不会出现其他反应器因使用单一温度而出现的结焦现象。

在一优选实施例中，所述反应原料进料装置包括从左至右依次设置的螺旋进料单元2、无螺旋空腔单元3和原料出料口；

在所述螺旋进料单元2顶部设有原料进料口；所述螺旋进料单元2内部设有螺旋轴和螺旋叶片，用于将所述反应原料向原料出料口一侧推动。

在上述优选实施例中，废旧轮胎胶粒被运送至反应原料进料装置的螺旋进料单元2中，在其螺旋轴和螺旋叶片的作用下，使得上述胶粒物质再进入无螺旋空腔单元3中形成局部堆积。此处设置无螺旋空腔单元3的目的在于：由于该单元为绝氧自密封结构，能确保反应系统处于绝氧状态，以保证整个系统的安全运转。

在一优选实施例中，所述第一热解反应器包括从左至右依次设置的第一加热腔6和第一气固两相出料机7；

所述第二热解反应器包括从左至右依次设置的第一固相进料机9、第二加热腔10和第二气固两相出料机11；

所述第三热解反应器包括从左至右依次设置的第二固相进料机13、冷却腔14和第三气固两相出料机15，在所述第三热解反应器上还设有第三热解反应器出料口(III)16。

在上述优选实施例中，第一热解反应器、第二热解反应器和第三热解反应器均为微倾角回转式反应器，三个热解反应器通过串级反应形成梯级热解系统，三个反应器均设有固定夹套。此外，在第一加热腔6和第一气固两相出料机7之间、第一固相进料机9和第二加热腔10之间、第二加热腔10和第二气固两相出料机11之间、第二固相进料机13和冷却腔14之间，以及冷却腔14和第三气固两相出料机15之间均设有高性能的机械密封结构，以防反应过程中外界气体渗入和系统内部气体逸出，在保证系统的安全生产的同时，还能防止因反应物外泄造成的环境污染。

此处需要进一步补充的是，上述微倾角回转式反应器中的微倾角具体是指：自进料端向出料端下倾，与水平夹角为1.2°，转速为匀速0.3r/min。

在一优选实施例中，所述第一热解反应器出料口(I)8、第二热解反应器出料口(II)12和第三热解反应器出料口(III)16分别设置于第一气固两相出料机7底部、第二气固两相出料机11底部和第三气固两相出料机15底部。

在一优选实施例中，所述第一热解反应器出料口(I)8与第一固相进料机9连通，所述第二热解反应器出料口(II)12与第二固相进料机13连通。

在上述优选实施例中，反应原料在第一热解反应器中完成第一段热解反应后通过第一固相进料机9进入第二热解反应器进行第二段热解反应，反应原料在第二热解反应器中完成第二段热解反应后通过第二固相进料机13进入第三热解反应器进行第三段热解反应。

在一优选实施例中，在所述第一气固两相出料机7、第二气固两相出料机11和第三气固两相出料机15上均设有热解油气出口20-1、20-2、20-3；

在所述第一气固两相出料机7、第二气固两相出料机11和第三气固两相出料机15内部还设有螺旋轴和螺旋叶片，用于将所述反应原料分别向所述第一加热腔6、第二加热腔10和冷却腔14一侧推进；

其中，在与所述第一固相进料机9、第二固相进料机13分别对应的第二气固两相出料机11和第三气固两相出料机15的螺旋轴上不设置螺旋叶片。

在一优选实施例中，所述系统还包括与所述热解油气出口20-1、20-2、20-3连通的油气冷凝冷却装置22、用于为所述第一热解反应器和第二热解反应器提供热能的热解气循环利用装置以及与所述第三热解反应器出料口(III)16连通的热解炭处理装置。

在上述优选实施例中，反应原料在三个热解反应器中进行热解反应后产生的热油气通过其各自的气固两相出料机上的热解油气出口20-1、20-2、20-3进入油气冷凝冷却装置22进行冷凝冷却处理，可冷却部分冷凝后得到冷凝油，不凝气则进入热解气循环利用装置中，为第一热解反应器和第二热解反应器提供热能。

此外，反应原料在第三热解反应器中完成第三段热解反应后产生的热解炭或炭黑等物质再经由第三热解反应器出料口(III)16进入热解炭处理装置，进行后续的改性和造粒处理，最终得到杂质少、品质佳的高附加值炭黑等产品。

本发明又提供了一种新型连续化热裂解处理方法，所述方法包括如下步骤：

原料进料步骤，将反应原料添加至所述热裂解反应系统的进料装置中；

热裂解反应步骤，将所述反应原料添加至所述进料装置后，再进入热裂解装置中进行三段连续化梯级热裂解反应，最终得到热解产物；

烟气处理步骤，对所述反应原料在热裂解反应步骤中产生的烟气进行处理，达标后排放；

热油气冷凝冷却处理步骤，对所述反应原料在热裂解反应步骤中产生的热油气进行冷却处理，得到冷凝油后进行回收；

热解气循环利用步骤，对所述反应原料在热裂解反应步骤中产生的热解气进行回收处理，为所述热裂解反应步骤提供热能。

在上述处理方法中，通过设置三级连续梯级热解反应，将废旧轮胎三个热解过程分别独立设置反应段，温度分别独立控制，使其反应目标清晰、热能消耗更低、反应更充分，从而反应产物品质更高。

此外，该处理方法设置的烟气处理步骤使热解反应中产生的有毒、有害气体得到有效处理，防止环境污染；设置热油气冷凝冷却处理步骤能够高效回收废旧轮胎在热解反应中产生的油类物质，提高废旧轮胎的综合利用率；设置热解气循环利用步骤能够将废旧轮胎在热解反应中产生的不凝油气进一步循环利用，为热解装置提供热能。

在一优选实施例中，在所述热裂解反应步骤中三级连续化梯级热裂解反应包括：一级热解反应、二级热解反应和三级热解反应；

其中，所述一级热解反应、二级热解反应和三级热解反应的反应条件分别为150-180℃，-50～-5kPa、380-450℃，-50～-5kPa和150-200℃，-50～-5kPa。

在上述优选实施例中，一级热解反应的目的是：实现废旧轮胎胶粒的预热和轮胎填充油的脱附。其中，反应条件中温度可选取150、160、170、180℃或上述限定范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内，压强可选取-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20、-15、-10、-5kPa或上述限定范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内；

二级热解反应的目的是：实现废旧轮胎中天然橡胶和合成橡胶依次裂解，生成分布在C1～C16之间的有机物以及热解炭。其中，反应条件中温度可选取380、390、400、410、420、430、440、450℃或上述限定范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内，压强可选取-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20、-15、-10、-5kPa或上述限定范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内；

三热解反应的目的是：实现热解炭中附着的小分子有机物的脱附，使热解炭品质进一步稳定化，并通过逐步降温，终止热解反应。其中，反应条件中温度可选取150、160、170、180、190、200℃或上述限定范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内，压强可选取-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20、-15、-10、-5kPa或上述限定范围内的任一数值均落在本发明的保护范围之内。

在一优选实施例中，所述反应原料为废旧轮胎或废橡胶制品。

为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的新型连续化热裂解反应系统及其处理方法，下面将结合具体实施例进行描述。

实施例1——新型连续化热裂解反应系统的使用方法

处理系统的使用方法：

经胶粒输送带1将待处理的废旧轮胎胶粒传送至反应原料进料装置的进料口，然后所述废旧轮胎胶粒进入反应原料进料装置中。上述废旧轮胎胶粒先在反应原料进料装置的螺旋进料单元2中向前继续推进，所述胶粒再进入无螺旋空腔单元3(自绝氧结构)，待胶粒聚集一定质量后经反应原料进料装置出料口4进入三级连续梯级热解装置，进行三段式热解反应，热解反应结束后，再经一系列的改性和造粒处理后，最终得到杂质少、品质佳的炭黑或生物炭。此外，待处理的废旧轮胎在热解反应中产生的烟气进入与三级连续梯级热解装置烟气出口17-1、17-2连通的烟气净化装置19进行净化处理，达标后排放。

其中，上述胶粒进行的三段式热解反应具体为：

(1)一段热解反应：所述胶粒进入经反应原料进料装置出料口4进入第一加热腔6，在150-180℃、-50～-5kPa条件下进行热裂解反应，该步反应是为了实现废旧轮胎胶粒的预热和轮胎填充油的脱附。随着第一加热腔6的旋转，反应得以连续进行，并使反应产物向第一热解反应器出料口(I)8端推进，反应得到的产物进入第一气固两相出料机7，热解反应中产生的油气混合物进入与热解油气出口20-1连通的油气冷凝冷却装置22进行冷凝冷却处理，得到冷凝油，固相物料从第一热解反应器出料口(I)8进入第二热解反应器；

(2)二段热解反应：一段热解反应中产生的固相物料进入第二热解反应器后经第一固相进料机9进入第二加热腔10，在380-450℃、-50～-5kPa条件下进行热裂解反应，该步反应是为了实现废旧轮胎中天然橡胶和合成橡胶依次裂解，生成分布在C1～C16之间的有机物以及热解炭。随着第二加热腔10的旋转，反应得以连续进行，并使反应产物向第二热解反应器出料口(II)12端推进，反应得到的产物进入第二气固两相出料机11，热解反应中产生的气相进入与热解油气出口20-2连通的油气冷凝冷却装置22进行冷凝冷却处理，得到冷凝油，固相物料从第二热解反应器出料口(II)12进入第三热解反应器；

(3)三段热解反应：二段热解反应中产生的固相物料进入第三热解反应器后经第二固相进料机13进入冷却腔14，在150-200℃、-50～-5kPa条件下进行热裂解反应，该步反应是为了实现热解炭中附着的小分子有机物的脱附，使热解炭品质进一步稳定化，并通过逐步降温，反应终止。随着冷却腔14的旋转，反应得以连续进行，并使反应产物向第三热解反应器出料口(III)16端推进，并随着温度的不断降低，热裂解反应逐渐终止，反应产物得以稳定化，并进入第三气固两相出料机15，热解反应中产生的气相进入与热解油气出口20-3连通的油气冷凝冷却装置22进行冷凝冷却处理，得到冷凝油，固相物料从第三热解反应器出料口(III)16进入热解炭螺旋送料机27中，再经改性、造粒等工序最终制得杂质少、品质佳的炭黑或生物炭。

(4)此外，在废旧轮胎进入上述三级连续梯级热解装置进行处理的过程中，从第一热解反应器反应过程中排出的油气混合物经冷凝处理后，液相为冷凝油，不凝气与第一气固两相出料机7排出的瓦斯气一同送往加热炉26中，为第一加热腔6和第二加热腔10提供热能。

实施例2——新型连续化热裂解处理方法

(1)原料进料步骤：

将废旧轮胎胶粒通过胶粒输送带1输送至热裂解反应系统的反应原料进料装置中，上述废旧轮胎胶粒经过反应原料进料装置的螺旋进料单元2向前继续推进，胶粒再进入自绝氧结构的无螺旋空腔单元3中，待胶粒聚集一定质量后经反应原料进料装置出料口4进入三级连续梯级热解装置，进行三段式热解反应；

(2)热裂解反应步骤：

胶粒经反应原料进料装置出料口4进入三级连续梯级热解装置中进行三段连续化梯级热裂解反应，再经改性、造粒处理后得到杂质少、品质佳的炭黑或生物炭。

其中，三段连续化梯级热裂解反应具体为：

·一段热解反应：所述胶粒进入经反应原料进料装置出料口4进入第一加热腔6，在150-180℃、-50～-5kPa条件下进行热裂解反应。随着第一加热腔6的旋转，反应得以连续进行，并使反应产物向第一热解反应器出料口(I)8端推进，反应得到的产物进入第一气固两相出料机7，固相物料从第一热解反应器出料口(I)8进入第二热解反应器；

·二段热解反应：一段热解反应中产生的固相物料经第一固相进料机9进入第二加热腔10后，在380-450℃、-50～-5kPa条件下进行热裂解反应。随着第二加热腔10的旋转，反应得以连续进行，并使反应产物向第二热解反应器出料口(II)12端推进，反应得到的产物进入第二气固两相出料机11，固相物料从第二热解反应器出料口(II)12进入第三热解反应器；

·三段热解反应：二段热解反应中产生的固相物料经第二固相进料机13进入冷却腔14后，在150-200℃、-50～-5kPa条件下进行热裂解反应。随着冷却腔14的旋转，反应得以连续进行，并使反应产物向第三热解反应器出料口(III)16端推进，并随着温度的不断降低，热裂解反应逐渐终止，反应产物得以稳定化，并进入第三气固两相出料机15，固相物料从第三热解反应器出料口(III)16进入热解炭螺旋送料机27中，再经改性、造粒等工序最终制得杂质少、品质佳的炭黑或生物炭。

(3)烟气处理步骤：待处理的废旧轮胎在热解反应中产生的烟气经过烟气出口17-1、17-2和烟气管线18-1、18-2进入烟气净化装置19进行烟气净化处理，达标后排放；

(4)热油气冷凝冷却处理：一段热解反应、二段热解反应和三段热解反应中产生的反应得到的产物分别进入第一气固两相出料机7、第二气固两相出料机11和第三气固两相出料机15中，热解反应中产生的油气混合物进入与热解油气出口20-1、20-2、20-3连通的油气冷凝冷却装置22进行冷凝冷却处理，得到冷凝油；

(5)热解气循环利用步骤：

在废旧轮胎进入上述三级连续梯级热解装置进行处理的过程中，从第一热解反应器反应过程中排出的油气混合物经冷凝处理后，液相为冷凝油，不凝气与第一气固两相出料机7排出的瓦斯气一同送往加热炉26中，为第一加热腔6和第二加热腔10提供热能。

实施例3

利用本发明实施例1-2提供的新型连续化热裂解反应系统的使用方法及新型连续化热裂解处理方法在实际生产实践中获得如下成果：

(1)能耗方面：利用上述系统及处理方法时，每处理1t废旧轮胎，综合能耗为156kWh，比业内其他裂解技术节能20％以上；

(2)产品分布及品质：利用上述系统及处理方法时，每处理1t废旧轮胎，可生产0.4t热解油、0.35t热解炭、0.15t钢丝、0.1t瓦斯气。

与其他技术的产品分布大致相同。但是通过测试和实践验证，本发明生产的热解炭可以重新回用到轮胎制造中，并可以大比例或全部替代N660规格的炭黑，而当前其他裂解技术生产的热解炭只能用于胶管、胶带、油墨等对炭黑要求较为低端的行业，市场价值至多只有本技术所产产品的三分之一。

对比例1——单段连续化废旧轮胎热裂解处理系统及其处理方法

·单段连续化废旧轮胎热裂解处理系统，主要包括如下装置：

螺旋进料装置、单段回转式无内衬卧式反应器、出料装置。

·处理方法：

(1)废旧轮胎胶粒通过带有绝氧自密封结构的螺旋进料系统进入单段回转式无内衬卧式反应器，该反应器带有加热夹套，在反应器中随着反应器的转动，物料向出料端推进，并完成轮胎填充油脱附、合成橡胶和天然橡胶热裂解等全部化学反应过程后送入出料系统；

(2)裂解产生的热油气进入冷凝冷却处理单元，不凝气作为反应器加热的燃料，冷凝下来的油相作为产品；

(3)固体炭进入后续的深加工单元，在输送的过程中通过间壁式冷却降温使反应得以终止。

对比例2——间歇式热裂解处理系统及其处理方法

·间歇式热裂解处理系统，主要包括如下装置：

间歇式热裂解处理装置的主体设备为间歇式带内衬卧式反应器。

·处理方法：

(1)将废旧轮胎整胎加入反应器中，反应器带有加热夹套，通过外部燃料或热裂解自身产生的可燃气加热，使热裂解反应得以进行；

(2)裂解产生的热油气进入冷凝冷却单元，不凝气作为反应器加热的燃料，冷凝下来的油相作为产品；

(3)反应终止后，停止加热，待反应器自然降温后，打开反应器，将反应后的固体炭和钢丝排出，作为一个反应单元。将反应器清洗后，重复上述过程，作为第二个反应单元。

对比例3——多段固定床的热裂解装置及方法

·多段固定床的热裂解装置及方法，主要包括如下装置：

主体设备为多段固定床的热裂解装置；

·处理方法：

多段固定床的热裂解装置及方法与本发明实施例中提供的处理工艺过程基本一致。主要区别在于三段反应器的选型不同。多段固定床的热裂解装置选择的三段反应器外壳均固定在安装基座上，内部带有多床层的横向输送装置或者内置螺旋输送装置，通过床层的移动或者螺旋的转动使反应得以连续进行。

与本发明提供的新型连续化热裂解反应系统及其处理方法相比，上述对比例1-3公开的技术方案存在多种缺陷，具体为：

·单段连续化废旧轮胎热裂解处理系统的缺陷在于：

(1)采用单一加热腔，温度条件单一，无法实现分级控制，能耗是本发明的115％以上；

(2)原材料填充油的脱附、热裂解、产物脱附等过程在同一反应器中混合发生，热油气携带大量的颗粒物进入冷凝器，易造成冷凝器的堵塞，检修频繁，影响装置长周期连续运转；

(3)反应终止过程单靠后续固相输送流程中的冷水夹套，产物中的挥发分脱附效果不佳，不利于后续的热解炭改性、造粒，影响其在轮胎制造中的应用。

·间歇式热裂解处理方法及装置的主要缺陷在于：

(1)采用单一加热腔，温度条件单一，无法实现分级控制，能耗是本发明的130％以上；

(2)反应器频繁开启，其腔体温度频繁加热和冷却，造成了能量损失；

(3)反应器频繁开启，残留的易燃易爆气态产物外泄，不仅污染环境，而且存在安全隐患。

·多段固定床的热裂解装置及方法的主要缺陷在于：

(1)反应床层较厚，造成温度分布不均，进而影响反应效率，且因温度场不均，反应程度受空间影响大，产物不稳定，不利于高性能产物的产生；

(2)反应器内的反应物靠输送装置推进，输送装置与反应器内腔之间留有空隙，反应固态产物容易沉积在反应器下部，形成死角，长时间受热形成结焦。

上述对比例相比，本发明选用的系统是通过设置三级连续梯级热解反应，将废旧轮胎或其它反应原料的三个热解过程分别独立设置反应段，温度分别独立控制，使其反应目标清晰、热能消耗更低、反应更充分，从而反应产物品质更高。另外，通过选择无内衬回转式反应器，较之其他固定床反应器，可使反应温度场分布更均匀，不会出现其他反应器因使用单一温度而出现的结焦现象，能够很好地解决现有技术中存在的问题，由此可见，本发明所涉及的技术方案在废弃物资源化利用领域具有十分广阔的应用前景。